всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

Исследование восстановления ионов хрома опилками деревьев и традиционными реагентами

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 11 за 2015 год, стр. 81-87.
Рубрика: Short communications

 

Шарапова Л.М. аспирант кафедры инженерной экологии, ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»,
Шайхиев И.Г, доктор технических наук, заведующий кафедрой инженерной экологии, ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»
Шакиров Ф.Ф. кандидат технических наук, начальник Государственной инспекции экологического надзора Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан,
Ахмадиев М.Г. кандидат физико-математических наук, доцент кафедры высшей математики, ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет».

Аннотация:
В настоящее время ведется интенсивная деятельность по разработке дешевых и эффективных способов удаления ионов хрома из водных объектов. В качестве реагентов для очистки хромсодержащих сточных вод могут быть использованы вторичные материальные ресурсы. В связи с этим исследовалась возможность восстановления ионов Cr6+ опилками сосны обыкновенной и осины обыкновенной. Объектом исследования являлся хромсодержащий сток, образующийся на Казанском авиационном заводе им. С.П. Горбунова.
Первоначально для восстановления ионов Cr6+ в экспериментах исследовались тиосульфат натрия, сульфат железа (II) и сульфит натрия. Последний является более эффективным восстановителем ионов хрома в сравнении с другими названными реагентами.
В последующих экспериментах в качестве альтернативных восстановителей использовались опилки деревьев лиственных и хвойных пород. Определено, что степень конверсии ионов Cr(VI) с концентрацией 600 мг/дм3 при использовании соснового опила составила 75 %, опила осины – 83 %. Довосстановление ионов Cr6+ до Cr3+ проводилось традиционными реагентами, что позволяет экономить последние. На основании вышеописанных экспериментов, количество реагентов для полного восстановления исследуемых ионов расположили в ряд: Na2SO3 > Na2S2O3 > FeSO4.
Сделан вывод, что, применение опилок нецелесообразно для восстановления больших концентраций ионов Cr6+.
Проведенная математическая обработка полученных зависимостей показала хорошую корреляцию с экспериментальными данными.

Ключевые слова: восстановление, математическая модель, опилки деревьев, хромсодержащие сточные воды

Ссылка для цитирования:
Шарапова Л.М. , Шайхиев И.Г,, Шакиров Ф.Ф. , Ахмадиев М.Г. Исследование восстановления ионов хрома опилками деревьев и традиционными реагентами // Вода: химия и экология. — 2015. — № 11. — c. 81-87. — http://watchemec.ru/article/27694/

Литература:
1. Baruthio F. Toxic effects of chromium and its compounds // Biological Trace Element Research. 1992. V. 32. P. 145-153.
2. Owlad M. Removal of hexavalent chromium-contaminated water and wastewater: A review / M. Owlad, M.K. Aroua, W.A.W. Daud, S.Baroutian // Water, Air, and Soil Pollution. 2009. V. 200. № 1-4. Р. 59-77.
3. Saha B. Biosorbents for hexavalent chromium elimination from industrial and municipal effluents / B. Saha, C. Orvig // Coordination Chemistry Reviews. 2010. V. 254. № 23–24. P. 2959–2972.
4. Sud D. Agricultural waste material as potential adsorbent for sequestering heavy metal ions from aqueous solutions. A review / D. Sud , G. Mahajan, M.P. Kaur // Bioresource Technology. 2008. V. 99. № 14. P. 6017–6027.
5. Park Donghee. Reduction of hexavalent chromium with the brown seaweed Ecklonia biomass / Donghee Park, Yeoung-Sang Yun, Jong Moon Park // Environmental Science and Technology. 2004. V. 38. № 18. P. 4860–4864.
6. Park Donghee. Effects of ionic strength, background electrolytes, heavy metals, and redox-active species on the reduction of hexavalent chromium by Ecklonia biomass / Donghee Park, Yeoung-Sang Yun, Ji Hye Jo, Jong Moon Park // Journal of Microbiology and Biotechnology. 2005. V. 15. № 4. P. 780–786.
7. Park Donghee. Column study on Cr(VI)-reduction using the brown seaweed Ecklonia biomass / Donghee Park, Yeoung-Sang Yun, Dae Sung Lee, Seong-Rin Lim, Jong Moon Park // Journal of Hazardous Materials. 2006. V. 137. № 3. P. 1377–1384.
8. Jia Cheng-guang. Rapid biosorption and reduction removal of Cr(VI) from aqueous solution by dried seaweeds / Jia Cheng-guang, Zhang Ya-ping, Wang He, Ou Guang-nan, Liu Qi-ming, Lin Jin-mei // Journal of Central South University. 2014. V. 21. № 7. P. 2801−2809.
9. Murphy V. Enhancement strategies for Cu(II), Cr(III) and Cr(VI) remediation by a variety of seaweed species / V. Murphy, H. Hughes, P. McLoughlin // Journal of Hazardous Materials. 2009. V. 166. № 1. P. 318–326.
10. López-García M. Reduction of Cr (VI) levels in solution using bracken fern biomass: Batch and column studies / M. López-García, P. Lodeiro, J.L. Barriada, , R. Herrero, M.E. Sastre de Vicente // Chemical Engineering Journal. 2010. V. 165. № 2. P. 517–523.
11. Balan C. Sphagnum moss peat as a potential sorbent and reductant for chromium (VI) removal from aqueous solutions / C. Balan, D. Bilba, M. Macoveanu // Cellulose Chemistry and Technology. 2009. V. 43. № 1-3. P. 99-104.
12. Gardea-Torresdey J.L. Characterization of Cr(VI) binding and reduction to Cr(III) by the agricultural byproducts of Avena monida (Oat) biomass / J.L. Gardea-Torresdey , K.J. Tiemann, V. Armendariz, L. Bess-Oberto, R.R. Chianelli, J. Rios, J.G. Parsons, G. Gamez // Journal of Hazardous Materials. 2000. V. 80. № 1-3. P. 175–188.
13. Donghee Park. Reliable evidences that the removal mechanism of hexavalent chromium by natural biomaterials is adsorption-coupled reduction / Donghee Park, Seong-Rin Lim, Yeoung-Sang Yun, Jong Moon Park // Chemosphere. 2007. V. 70. № 2. P. 298–305.
14. M. Experimental evidences for a new model in the description of the adsorption-coupled reduction of Cr(VI) by protonated banana skin / M. López-García, P. Lodeiro, R. Herrero, J.L. Barriada, C. Rey-Castro, C. David, M.E.S. de Vicente // Bioresource Technology. 2013. V. 139. P. 181–189.
15. Donghee Park. Development of a new Cr(VI)-biosorbent from agricultural biowaste / Donghee Park, Seong-Rin Lim, Yeoung-Sang Yun, Jong Moon Park // Bioresource Technology. 2008. V. 99. № 18. P. 8810–8818.
16. Albadarin A.B. Influence of solution chemistry on Cr(VI) reduction and complexation onto date-pits/tea-waste biomaterials / A.B. Albadarin, C. Mangwandi, G.M. Walker, S.J. Allen, M.N.M. Ahmad, M. Khraisheh // Journal of Environmental Management. 2013. V. 114. P. 190–201.
17. Netzahuatl-Muñoz A.R. Evaluacion de la cascara del aguacate para la remocion de cromo hexavalente y cromo total de soluciones acuosas / A.R. Netzahuatl-Muñoz, G. Pineda-Camacho, B.E. Barragán-Huerta, E. Cristiani-Urbina // Revista CENIC. Ciencias Químicas. 2010. V. 41. P. 1-10.
18. A.R. Netzahuatl-Muñoz, G. Pineda-Camacho, B.E. Barragán-Huerta, E. Cristiani-Urbina // Remocion de cromo hexavalente y cromo total por la corteza de Pyrus communis. Электронный ресурс: http://revista.cnic.edu.cu/revistaCQ/sites/default/files/articulos/CQ-2010-4-CQ-026.pdf.
19. Netzahuatl-Muñoz A.R. Estudio cinetico de la remocion de cromo hexavalente y de cromo total por la corteza del arbol de pirul / A.R. Netzahuatl-Muñoz, M.C. Cristiani-Urbina, E. Cristiani-Urbina // Revista Cubana de Quimica. 2010. V. 22. № 3. P. 3-8.
20. Pineda-Camacho G. Aplicacion de la cascara de la nuez pecanera (Carya illinoensis) en la remocion de cromo, a partir de soluciones acuosas / G. Pineda-Camacho, A.R. Netzahuatl-Muñoz, E. Cristiani-Urbina // Revista Cubana de Quimica. 2011. V. 23. № 2. P. 48-53.
21. Donghee Park. Optimum condition for the removal of Cr(VI) or total Cr using dried leaves of Pinus densiflora / Donghee Park, Yeoung-Sang Yun, Dae Sung Lee, Jong Moon Park // Desalination. 2011. V. 271. № 1-3. P. 309–314.
22. Ахмадиев М.Г. Математическое моделирование процессов очистки сточных вод / М.Г. Ахмадиев, Ф.Ф. Шакиров, И.Г. Шайхиев // Вестник Казанского технологического университета. 2012. № 23. С. 22-25.
23. Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведениею. М.: Академия, 2006. 272 с.